حلول ناقص التوتر ، متساوي التوتر وفرط التوتر (مع أمثلة)

المحاليل منخفضة التوتر ، متساوي التوتر وفرط التوتر هي طرق لتسمية الخلائط المتجانسة التي تشكلها مادة مذابة يمكن تصنيفها على أنها بلورات وغرويات (Thomas Graham ، 1861). لديهم القدرة على الذوبان في مذيب مثل الماء (H ₂ O) ، يعتبر المذيب الشامل.

في مجموعة البلورات ، اختار جراهام تلك التي لديها قدرة جيدة على الانفصال في الماء وتشكيل أيونات ، بحيث يمكن أن يتم غسيلها وانتشارها من خلال الأغشية النصفية للخلية. ومن الأمثلة على ذلك كلوريد الصوديوم و / أو السكر بتركيزات مختلفة (الأسمولية) أو بنسب مختلفة.

البلورات هي المحاليل التي تشكل محاليل متساوية التوتر ونقص التوتر وفرط التوتر. من بين الغرويات التي وضعت تلك المواد التي لا تنحل ولا تنتشر من خلال الأغشية السيتوبلازمية ، أو تفعل ذلك ببطء شديد.

عندما يتبخر المذيب الذي تذوب فيه ، تبقى بقايا صمغية. في المقابل ، تترك البلورات بقايا صلبة بلورية.

حلول ناقص التوتر

لدراسة هذا النوع من محلول التوتر المنخفض التوتر ، التوتر النظري ، من الضروري أن يكون لديك حل قياسي يعمل كمقارنة. لهذا ، تتم مقارنته بتركيز المواد المذابة داخل الخلية.

في محلول منخفض التوتر ، يكون تركيز جميع المحاليل خارج الخلية - أي في السائل خارج الخلية (LEC) - أقل من المحاليل داخل الخلية ، ويسمى السائل داخل الخلايا (SCI).

في هذه الحالة ، تكون المياه التي تشكل LEC أكبر بكثير ، لذلك تدخل الخلية وتؤدي إلى زيادة حجمها. في بعض الأحيان يصل الكثير من الماء إلى داخل الخلية ، وحيث لا يوجد جدار ، يمكن أن تمزق أغشية الخلية ، مما يؤدي إلى انفجار الخلية. هذا هو المعروف باسم التحلل الخلوي ، في خلايا الدم الحمراء يطلق عليه انحلال الدم.

غشاء البلازما

يجب أن نتذكر أن الخلايا هي ببساطة محلول محاط بحقيبة نصف نافخة: غشاء البلازما. غشاء البلازما قادر على منع المذاب من الانتشار عبر غشاء الخلية ، مع السماح للمياه بالانتشار عن طريق التناضح عبر الغشاء إلى السيتوبلازم.

يتكون الغشاء من بروتينات خاصة تسمى بروتينات نقل الغشاء ، والتي تساعد في نقل مذيبات محددة عبر الغشاء.

تحافظ البروتينات الأخرى المسماة aquaporins على قنوات مفتوحة يمكن من خلالها فقط مرور المياه. يجب أن تنظم الخلايا محتواها المذاب والماء ، لأنها تسمح لها بأداء العديد من وظائفها الكيميائية والبيولوجية.

الحد من الضغط الاسموزي

في العلاج بالسوائل عن طريق الوريد (IV) ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن المحاليل منخفضة التوتر تقلل من الضغط الاسموزي للبلازما ، مما يسبب السوائل التي يجب أن تدار لغزو الخلية.

إذا كان المحلول أقل من 150 mOsm / L ، فقد يسبب ذلك انحلال الدم ؛ وهذا يعني ، تدمير خلايا الدم الحمراء أو خلايا الدم الحمراء ، والتي يصاحبها إطلاق الهيموغلوبين ، وفي خلايا المخ يمكن أن تسبب وذمة وانفتاق.

بالنسبة للأشخاص الذين يمارسون الرياضة ، يجب استهلاك هذه الحلول فقط قبل بدء التدريب ، لأنها مفيدة كمرطبات. ينصح باستهلاكها أثناء التمرين حسب الكثافة.

الفطر والخضروات

الخضروات والفطريات الفائقة ، التي تحتوي خلاياها على جدار خلوي نصف نافذ ، تتحكم في بيئة خلاياها بطريقة يتم الاحتفاظ بها دائمًا في وسط منخفض التوتر.

هذا يتسبب في دخول الماء إلى داخل الخلايا المليئة بالمياه التي تعرض ظاهرة التورغر. هذا يؤدي إلى أن تصبح الخلايا أكثر انتظامًا وتدفع بعضها البعض لتبقى جامدة. فيما بينها ، يتم إعادة تدوير المواد المذابة للحفاظ على مستوى الماء المناسب داخل خلاياك.

إذا تمت إضافة سماد إلى حديقة ، فإن كمية المذاب ستكون أعلى في LEC للخلية مقارنةً بـ LIC. هذا يتسبب في تصريف المياه من داخل الزنازين ، وبالتالي يذبل ويموت الحديقة.

مثال

الماء هو المثال المثالي لحل منخفض التوتر.

حلول متساوي التوتر

المحاليل متساوية التوتر هي تلك التي لها تركيز في المذاب أو الأسمولية متساوية داخل الخلية وخارجها. الضغط الاسموزي هو نفسه ، لذلك هناك دائمًا توازن بين LEC و LIC ، ويفصل بينهما غشاء.

هذه المحاليل مهمة للغاية لترطيب المقصورة داخل الأوعية في حالات فقدان كميات كبيرة من السوائل والنزيف ، من بين سيناريوهات أخرى. من الضروري إدارة ما بين 3 و 4 أضعاف الحجم المفقود لتحقيق استبدال السوائل.

أمثلة على هذا النوع من المحاليل هي محلول ملحي فسيولوجي - يتكون من 0.9٪ من قطرات ملحية - عين تستخدم لتنظيف وتنظيف العينين ومحلول سكر العنب بنسبة 5٪ يسمى اللاكتات رينغر.

مشروبات متساوي التوتر هي تلك التي تحتوي على تركيز من الأملاح والمعادن والسكريات المشابهة لتلك الموجودة في الدم ، مع تركيز 300 mOsm / L. والغرض منه هو الترطيب واستبدال الشوارد.

يوصى باستخدامه عندما يكون هناك تعرق زائد بسبب الحرارة الشديدة ، وأثناء التمرين إذا كانت المدة تزيد عن ساعة واحدة وكانت شديدة للغاية.

أمثلة

Gatorade ، Iso شرب ، Iso الطاقة

حلول مفرطة التوتر

في هذه الفئة من الحلول ، يكون الأسمول المذاب في LEC أكبر منه في LIC. يؤدي الضغط الاسموزي الناتج إلى انتقال الماء الموجود داخل الخلية إلى الجزء خارج الخلية.

هذه المحاليل مفيدة للغاية عندما يكون للخلايا تسمم بالمياه ، وعندما تكون في وسط منخفض التوتر لفترة طويلة وتورم. لذلك ، فإن إعطاء محلول مفرط التوتر يسبب الجفاف الخلوي وسيكون مفيدًا للخلية.

ومع ذلك ، عندما تكون الخلية لفترة طويلة في وسط مفرط التوتر ، فإنها تفقد الماء حتى الجفاف بحيث يتقلص ويتجعد.

مشروبات مفرطة التوتر هي تلك التي تحتوي على تركيز السكريات والمعادن أعلى من تلك الموجودة في الدم: أكثر من 300 mOsm / L. بسبب كمية كبيرة من الكربوهيدرات ، فإنه يجبر الخلية على إطلاق الماء لتكون قادرة على استيعابهم ، مما يسبب الجفاف الخلوي.

لا ينصح باستخدام هذه المشروبات إلا بعد تمرين مكثف للغاية ويوصى بتناولها بطريقة معتدلة.